第九章直流穩(wěn)壓電源

第九章小功率直流穩(wěn)壓電源9.1直流電源的組成及各部分的作用9.2整流電路9.3濾波電路9.4穩(wěn)壓電路uiUo

電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路utoutoutoutouto單相小功率直流電源將頻率為50HZ、有效值為220V的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定、

輸出電流為幾十毫安以下的直流電壓。9.1直流電源的組成及各部分的作用整流電路是將交流電壓變換為單向脈動電壓的電路。utoutouto整流元件是具有單向?qū)щ娔芰Φ亩O管或晶閘管。單相整流電路的形式：半波整流全波整流橋式整流倍壓整流二極管用理想模型來處理。9.2整流電路9.2.1單相半波整流電路9.2.2單相橋式整流電路9.2整流電路一、工作原理DRLabu2~220V50HZ+–uD+uo–io設變壓器副邊電壓為u2t0234uot0uDt0iot09.2.1單相半波整流電路

DRLabu2~220V50HZ+–uD+uo–io二、主要參數(shù)

經(jīng)整流后得到的單向脈動電壓，touo含有豐富的諧波成分，其平均值即為輸出電壓的直流成分：T負載電流平均值：9.2.1單相半波整流電路

三、二極管的選擇

在單相半波整流電路中，DRLabu2~220V50HZ+–uD+uo–io二極管的正向平均電流等于負載電流平均值二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓在選擇二極管時要留有10%的余量，一般?。?.2.1單相半波整流電路

負載上的電壓和電流方向始終不變。一、電路的組成構成原則：

保證在變壓器副邊電壓u2的整個周期內(nèi)，9.2.2單相橋式整流電路

D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZ~+~-u2RLD1~D4+-uo~220V50HZ

u2uo+

–D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZ二、工作原理u2to23uotoiotou2正半周D1、D3導通D2、D4截止uo=u2D1D3導通iD1iD3u2負半周D1、D3截止D2、D4導通uo=-u2D2D4導通iD2iD4D1D3導通iD1iD3單向脈動全波整流電壓電流9.2.2單相橋式整流電路

(+)(-)io(-)(+)u2to23uotoiotoD1D3導通iD1iD3D2D4導通iD2iD4D1D3導通iD1iD39.2.2單相橋式整流電路

三、輸出電壓和電流的平均值D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZu2to23uotoiotoD1D3導通iD1iD3D2D4導通iD2iD4D1D3導通iD1iD3四、二極管的選擇9.2.2單相橋式整流電路

D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZ

整流電路的輸出電壓是單一方向的，但是脈動較大，含有較大的諧波成分，不能適應大多數(shù)電子線路及設備的需要。濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的諧波。濾波電路的特點：均采用無源電路（電容濾波、電感濾波、π型濾波）；理想情況下，濾波后只保留直流成分，而濾去所有交流成分；能夠輸出較大電流；9.3濾波電路9.3.1濾波原理9.3.2輸出電壓平均值9.3濾波電路D4D1D2D3～u2RL+-UOC+1、不帶負載RLuoto設uC(0)=0u2正半周(+)(-)o~b段bD1D3導通充電時間常數(shù)很小,uC=u2b~c段cD1D3D2D4截止電容無放電回路，uC保持；u2

負半周(-)(+)9.3.1濾波原理

D4D1D2D3～u2RL+-UOC+uoto設uC(0)=0u2正半周(+)(-)o~b段bD1D3導通電容充電很小,b~c段c電容放電很大,u2

負半周(-)(+)c~d段d電容繼續(xù)放電d~e段eD2D4導通電容充電D1D3導通D2D4導通2、帶負載RL9.3.1濾波原理

uotobD1D3導通cdeD2D4導通D1D3導通D2D4導通

電容濾波電路，使脈動減??；RL愈大，RLC愈大，UO

越高；為獲得較好的濾波效果，一般?。贺撦d開路時，濾波電容的耐壓值應大于D4D1D2D3～u2RL+-UOC+(+)(-)(-)(+)負載平均電壓UO升高，9.3.2輸出電壓平均值

9.4穩(wěn)壓電路

整流濾波電路的輸出電壓會隨著電網(wǎng)電壓的波動而波動,隨著負載電阻的變化而變化。為了獲得穩(wěn)定性好的電壓，必須采取穩(wěn)壓措施。9.4.1穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路9.4.2具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路9.4穩(wěn)壓電路9.4.3三端集成穩(wěn)壓器DZ～+CRRLu2D1~D4UI+–UO+–穩(wěn)壓電路IRIDZIO9.4.1穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓二極管的缺點是工作電流較小，穩(wěn)定電壓值不能連續(xù)調(diào)節(jié)。線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作電流較大，輸出電壓一般可連續(xù)調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓性能優(yōu)越。1、電路的構成TDZRRLUI+–+–UO–+AR1R2R3四個部分：基準電壓電路：R,DZ

基準電壓輸出電壓取樣電路：R1,

R2,

R3

取樣環(huán)節(jié)比較放大電路：運放A比較放大調(diào)整環(huán)節(jié)：調(diào)整管T調(diào)整環(huán)節(jié)電路引入串聯(lián)電壓負反饋；輸出電壓在一定范圍內(nèi)可調(diào)。2、穩(wěn)壓原理UOUNUBUBE=UB–UO

UBEIBIEUCE=UI–RLIE′UCEUI=UCE+UO

UO9.4.2具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路TDZRRLUI+–+–UO–+AR1R2R3T的調(diào)整作用是依靠UN和UZ

之間的偏差來實現(xiàn)的，UO不可能達到絕對穩(wěn)定。

串聯(lián)電壓負反饋電路，反饋越深，調(diào)整作用越強，輸出電壓越穩(wěn)定，穩(wěn)壓系數(shù)Sr和輸出電阻Ro越小。3、輸出電壓可調(diào)范圍NP當R2的滑動端在最上端時，最小；當R2的滑動端在最下端時，最大；9.4.2具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1、輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器W7800系列：W7900系列：輸出電壓為正；5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V輸出電壓為負；-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V電路組成：串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路W7800123輸入端輸出端公共端輸入端與輸出端電壓差不能小于3V。9.4.3三端集成穩(wěn)壓器W7800系列三端穩(wěn)壓器的輸出電流有1.5A(W7800)、0.5A(W78M00)、0.1A(W78L00)三個檔次。金屬封裝123外殼塑料封裝123W78001——輸入端2——輸出端3——公共端(調(diào)整端)2、三端穩(wěn)壓器的外形9.4.3三端集成穩(wěn)壓器C1C2123

+UI

-+W7800

+UO-0.33μF0.1μFC310μFDUI：整流濾波電壓；UO：穩(wěn)壓輸出電壓；C1、C2：實現(xiàn)頻率補償，消除較長接線時的電感效應；C3：減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引起的低頻干擾；瞬時增減電流時，不致引起輸出電壓有較大的波動；D：當輸入端短路時，給C3一個放電通路，防止C3兩端電壓作用于調(diào)整管，造成發(fā)射結(jié)的損壞。輸入端與輸出端電壓差不能小于2V。9.4.3三端集成穩(wěn)壓器3、W7800的基本應用電路+–CiCo+UI

-W7800

+UO-R2R1R3RL–+A+9.4.3三端集成穩(wěn)壓器4、輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路[例題1]+–+UI

-W7812

+UO-RpR3R4RL–+AR1R29.4.3三端集成穩(wěn)壓器4、輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路[例題2][例題]由三端固定輸出穩(wěn)壓器W7805組成的輸出電壓可調(diào)穩(wěn)壓電路如圖所示。試求電路輸出電壓UO的可調(diào)范圍。輸出電壓5.625V~22.5VUI﹢﹣2.5kΩR2R1500ΩUPRW1.5kΩR4R3W78052.5kΩ2.5kΩ+-+-UNAUO+15V–15V24V24V21.6V-21.6V28.8V-28.8VD1D2–UO+Ci123+UO3211000F1000F0.33F0.33F1F220V50HZC++C+CiW7815+Co1F+CoW7915RLD29.4.3三端集成穩(wěn)壓器5、正、負輸出穩(wěn)壓電路W117、W217、W317系列；

在輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器的基礎上，外接一簡單電路；調(diào)整管比較放大電路基準電壓電路保護電路123W117123輸入端輸出端調(diào)整端+UI–R1R2+UO–UREF輸出電壓1.2~37V；9.4.3三端集成穩(wěn)壓器6、三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器以上1---為軍品級；2---為工業(yè)品級；3---為民品級。軍品級為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍-55℃～150℃；工業(yè)品級為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍-25℃～150℃；民品級多為塑料封裝，工作溫度范圍0℃～125℃。(1)三端可調(diào)正輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號為W117--/W117M--/W117L-W217--/W217M--/W217L--W317--/W317M--/W317L--(2)三端可調(diào)負輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號為W137--/W137M--/W137L-W237--/W237M--/W237L--W337--/W337M--/W337L--9.4.3三端集成穩(wěn)壓器6、三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器W117系列調(diào)整端電流很小，約為50μA。對于特定的W117、W2